CN101189098A - 可调节支撑装置 - Google Patents
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Abstract
第一部件(1)具有两控制杆(8、9)，所述两控制杆以平移方式移动刚性元件(20)，第二部件(2)的框架(5)固定在所述刚性元件上。第二部件的控制杆(10)使活动元件(29)枢转，而第三部件(3)的框架(6)固定在所述活动元件上。该第三部件的控制杆(11)驱动活动元件(32、51)，所述活动元件绕垂直轴线枢转，且支承固定有开放V形机件(12)的块体(57)，所述V形机件被设计成准确地支撑待加工薄柱形工件的自由部分。
Description
技术领域
[01] 本发明涉及一种支撑装置，其使用在研磨机中以装配加工站以便加工具有大的长度与直径比的柱形杆件、尤其是阶梯式柱形杆件。
背景技术
[02] 在研磨机中，特别是在由包括多个加工站的回转工作台式的传送机内，当待加工工件是具有大的直径与长度比的柱形杆件、例如小直径的钻头时，会产生特别敏感的待加工工件的精确定位及支持的问题，而所述待加工工件由所述工作台支撑且连续地被带到各工作站前。当工件被驱动旋转且轴向定位由一工作台保证时，在垂直于工件轴线的平面内的定位，通常由第一V形支承机件和第二V形支承机件实现，所述第一V形支承机件连接至束持工件主体的扁平机件，而第二V形支承机件是敞开的，且支撑工件端部。所述第二V形机件应定位成：其所支撑的工件端部完全对准在固定于所述第一V形机件中的端部上。这需要高准确度的调节装置，所述调整装置目前一般包括轨道、杆和复杂的锁定机构。
发明内容
[03] 相对于现有技术，本发明提出一种新颖设计的支撑装置，其能以所需的可靠性及高精确度来支撑工件的细薄部分，同时也使得调整实施容易，且允许利用可靠的方法完成这些调整。
[04] 为此，本发明的目的涉及一种支撑装置，其在研磨机中装配加工站以加工具有大的长度与直径比的柱形杆件、特别是阶梯式柱形杆件，所述支撑装置包括：基座；第一支撑机件，其连接至所述基座；第二支撑机件，其用于在加工位置支撑所述柱形杆件之一的端部分；及所述基座和所述第二支撑机件之间的可调节连接机构，该支撑装置的特征在于，所述可调节机构构成一具有多个部件的装配件，所述多个部件各执行三种功能之一即：平移功能、在第一基准面中旋转的功能，以及在第二基准面中旋转的功能，所述装配件作用在所述第二支撑机件上。
[05] 优选地，所述第一支撑机件是封闭V形支撑机件；并且，所述第二支撑机件是开放V形支撑机件。
[06] 在本发明的一优选实施例中，所述可调节机构包括四个独立的控制机构，这四个控制机构中的两个在垂直于所述封闭V形支撑机件的轴线的平面内，按两个相互垂直的方向使所述开放V形支撑机件以平移方式移动，并且另外两个控制机构使其以绕所述开放V形支撑机件的中心旋转的方式移动，所述两旋转轴线在垂直于所述封闭V形支撑机件的轴线的平面内相互垂直。
[07] 同样优选地，所述装置由三个主要的部件形成，所述部件各包括一整体式组件，所述整体式组件具有通过薄且可弹性变形的部分互连的多个刚性部分，所述刚性部分之一作为框架起作用，各整体式组件由同质材料通过电蚀刻法加工成一体件。
[08] 各个所述的整体式组件除其框架以外，还可包括至少一个用作控制机构的刚性元件、及另一刚性元件，所述另一刚性元件安装成随着所述组件的控制机构移动而活动，所述组件可以级联方式连接，各组件的刚性活动元件支承随后组件的框架，或者对最后一组件，支承所述装置的开放V形支撑机件；并且，所述第一组件的框架形成所述支撑装置的基座。
[09] 所述第一组件的框架支承刚性地固定于该框架上的所述封闭V形支撑机件，待支承杆的轴线的位置和方向由该封闭V形支撑机件确定。
附图说明
[10] 后文参照附图以举例方式描述本发明目的的一实施方式及一变型，附图中：
[11] -图1是整个装置在装配状态的透视图；
[12] -图2、3和4是示出所述装置的各部件如何运行的示意图；
[13] -图5、6和7是构成所述装置部件的各整体式组件的简化平面图；
[14] -图8是示出所述装置组合体的分解透视图；以及
[15] -图9是与图5类似的视图，其以剖面示出在所述装置的实施变型中的第一整体式组件。
具体实施方式
[16] 下面将举例说明的装置在图1中示出其装配状态。图1中示出三个调节部件：平移部件1、进行在垂直平面中旋转的旋转部件2，以及进行在水平平面中旋转的旋转部件3。如下所述，每个部件作为主元件包括具有刚性框架的整体式组件，其中以4表示部件1的框架，以5表示部件2的框架，以及以6表示部件3的框架。平移部件1的框架4支承一V形机件7，所述V形机件刚性固定在具有矩形剖面的沟槽63内，且在图1中设置在框架的上右角内。该机件7被设计成用于支承各待加工柱形杆件的最接近驱动它的工作台的部分。在运行过程中，该V形机件由一板(未示出)封闭，从而工件主体被束持且保证不会产生任何的振动。
[17] 图1还示出：四个控制机构8、9、10、11，它们的布置及功能将在下文描述；和开放的V形机件12，其开放的V形具有一轴线，该轴线与V形机件7缺口的轴线重合，并且其高准确的定位通过所述装置被精确地实现。
[18] 在回到图1以更详细说明装配件的某些特性之前，首先说明部件1、2和3的运行的几何构造、以及形成其主要部分的整体式组件的实施细节。
[19] 图2、3和4是运行示意图。图中示出的锚固部(anchorage)代表图1的框架4、5和6。就部件1(图2)而言，两个连结件13、14将刚性中间元件15连接至框架4，一杆通过一铰接连结件16作用在所述刚性中间元件15上，所述杆安装成在框架4中一锚固部上枢转。该杆用参考数字8表示，并代表图1中所指明的控制机构中的第一个。通过作动在其臂梁上来控制该杆，且所述杆通过使受连结件13和14导引的元件15在垂直平面向下或向上进行平移移动，而以适当递减(demultiplication)的方式作用在该元件15上。元件15经连结件18和19将其运动传送至属于部件1的刚性活动元件20。刚性中间元件21通过两个与连结件13和14对称的连结件22和23对称地连接至框架4内的两个锚固部，并且该刚性中间元件还通过两个连结件24、25连接至元件20，并通过连结件26连接至图1用参考数字9表示的杆，所述杆9构成可使元件20以水平平移方式移动的控制机构。因此，垂直移动经元件15和连结件18、19被传送至元件20，且水平移动经中间元件21和连结件24和25被传送至该元件20。应注意到：图1用7表示的固定和封闭的V形机件在图2中示出被连接至其中一锚固部4。
[20] 图3是部件2的运行示意图。锚固部5代表所述部件2的框架，将刚性活动元件29连接至该框架的两个连结件27、28铰接在所述框架上，杆10表示图1中带相同参考数字的控制杆。连结件30以适当递减方式传送控制杆10的移动至机件29。如在图2中可看出的且也将在图6中可看出的，元件29及连结件铰接于此的铰接点设置成：杆10的移动使元件29以绕中心C1旋转的方式移动，所述中心的确切定位将在下文说明。
[21] 最后，第三示意图(图4)示出部件3如何运行。铰接在框架6的一锚固部的控制杆11同样通过适当特意的递减方式，借助连结件31将其旋转运动传送至刚性活动元件32，所述刚性活动元件32也在框架6上枢转。还应注意到：图1中表示所述装置的可调整开放V形机件的数字12仍示于图4中。代表该V形机件轴线的线垂直地与元件32铰接在框架6的铰接轴相交。可调整的V形机件将被连接至元件32，控制机构11使该元件绕点C2枢转。事实上，如下说明的，两点C1和C2在装配起来的装置内是重合的。
[22] 可了解，如果部件3的框架6被连接至部件2的刚性元件29，且如果部件2的框架5本身被连接至部件1的刚性活动元件20，则控制机构8、9、10和11可促使元件12进行垂直及水平的平移，并按两垂直轴线绕着所述元件32铰接在框架6上的铰接固定点C2旋转，而这是独立地且按所希望的顺序进行的。
[23] 部件1的整体式组件示于图5。其由完全同质钢制的实心构件形成(整体式组件2和3同样如此)。该呈四角形平板形式的构件首先采用常规方法如研磨围绕其周边进行机加工，以便确定框架4的边围，然后进行各种穿孔，以允许借助线螺旋穿到所述穿孔内而精加工工作元件，并允许通过电蚀加工整体式组件的各元件之间的界限。这些操作限定鹅颈状的薄区域或成型带条，它们被连续地连接至实心刚性区域，所述实心刚性区域将所述整体式组件分成适合执行参照图2所描述的功能的各种区域。因此，图5示出刚性活动元件20，其通过鹅颈状的带条18和19连接至中间元件15，并经鹅颈形部24和25连接至中间元件21。鹅颈状带条13、14及22、23连接相应的中间元件15和21至框架4。在框架4内部被局部切削出的控制杆8和9经薄区域16和26连接至中间元件15和21。这些薄区域具有成型截面，以便执行和图2的连结件16和26相同的功能。此外，两对短长度的薄区域33、34和35、36分别连接杆8和9至框架4。这些薄区域作为将杆铰接至框架的铰接件。界定在框架4内部的活动元件的轮廓根据材料的弹性变形性能确定。
[24] 各种辅助加工部件如长形开口37或螺孔38具有在此处无关的功能。然而，元件20内的长形开口39可使该元件固定至示于图6的整体式组件2的框架5。
[25] 部件2的整体式组件示于图6。前面已说明如何利用电蚀法形成上述整体式组件的各种构成零件。因此并不需再次作重复的说明。关于图6，整体式组件包括U形框架5。执行图3的元件29相同功能的活动刚性元件经两个具有成型截面的薄区域27和28连接至框架5，这些薄区域执行图3中相同参考数字表示的连结件的相同功能。这些鹅颈状区域的构形确定为：元件29相对框架5的任何运动事实上是绕一轴线进行的旋转运动，所述轴线垂直于整体式组件的平面且通过点C1(图3和6)。框架5内两个其它的切口界定：杆形元件10；两柔性的带条41和42，其成形为鹅颈状，并确定杆10绕一点的旋转轴线，其中所述点对于小的移动，处在带条41和42的交叉点上；以及一长形区域30，其连接杆10至活动元件29，并执行图3中带相同参考数字的连结件的相同功能。杆10的总长度与连结件30联接处和杆10枢转点之间距离的比率确定移动之间的递减比率，在该例中，所述运动是赋予元件29和杆10的旋转运动。还应注意到：元件29在其外部轮廓具有两个相互垂直的支承表面43和44，并在这两个支承表面之间，所述元件29具有一矩形剖面的沟槽45，该沟槽的作用将在下文说明。
[26] 图7示出部件3的整体式元件，其框架6呈前后倒置G形，还示出控制杆11及刚性活动元件32。和杆10的枢转一样，杆11枢转系统包括两个短的且相互垂直的鹅颈状剖面的带条46和47，而刚性元件32被限制于通过鹅颈状带条48和49进行的完全枢转的运动。所述运动经31表示的鹅颈状成形带条，从杆11被传送至元件32，所述鹅颈状成形带条31执行图4中用相同参考数字表示的连结件的相同功能。元件32具有平的侧向外表面50，该表面经斜面连接至图的平面，并靠近其下端部处由一凸出部分51限制。
[27] 现在回到装置的三个部件1、2、3，如图8的分解图所示，框架5的后垂直支柱由螺钉52固定，所述螺钉52穿过长形开口39嵌插入，间置有垫圈53，并深入框架5的支柱的螺孔(未示出)内。同时，两插销54在相同长形开口39内嵌插到螺钉52的上方和下方，并嵌插到框架5的校准孔55内，所述两插销可保证部件2的整体式组件抵靠着刚性活动元件20完全垂直地定位。
[28] 前面已描述部件2的整体式组件的刚性活动元件29，并指出该元件具有垂直表面43和44以及沟槽45。框架6的后支柱接合在表面44上及沟槽45内。其通过螺钉56固定，所述螺钉56的头部在框架5后支柱内埋在具有足够直径的开口中。该螺钉的杆部插到沟槽45内，并深入框架6的螺纹盲孔中。沟槽45和平的表面44保证在元件29上引导并定位框架6。还示出刚性活动元件32如何集成在部件3的整体式组件内。具有底舌片58的中间块体57安装在该元件32上，而所述底舌片设有孔59。所述块体安置于活动元件32的上表面上，舌片58的后表面贴靠于部件32的表面50(图8)。螺钉60的螺纹杆穿过孔59，并接合元件32的孔61，将块体57固定在该元件32上。设置在块体57中的锥口孔62因此设置成大致对齐框架4的沟槽63。
[29] 然后只需通过螺钉64将固定V形机件7固定在沟槽63内，并将可调节V形机件12固定在锥口孔62内，并且只需进行准确调整开放的V形机件12。
[30] 为说明这种运行，将回到图1。通过两螺钉如示于部件2和3的螺钉65和66，控制各杆8、9、10和11。可看出：各框架4、5和6在其边侧各控制杆处，具有两个开口67、68，其中一个开口为长圆形而另一个为带螺纹的。在各种情况下，这些开口位于待控制杆8、9、10或11的自由端部附近。在各开口67对面，控制杆具有配合于螺钉66的螺孔，从而各螺钉被连接至杆的臂梁，而其头部承靠着开口67的边缘。旋拧在开口68内的螺钉65推靠在待控制杆的边侧上起作用，从而这些螺钉将其锁定在所需要的准确位置。因此，通过操纵控制各杆8、9、10或11的两螺钉65和66，V形机件12能以两种平移运动及两种旋转运动的方式移动，以便其轴线准确地对准在固定V形机件7的轴线上。还可利用其它任何适当的方式执行所述操作，例如利用锥体或偏心件。为达到最大准确度，所述装置可于机器之外在放大光学装置下进行调节。
[31] 下面描述实施杆8、9、10和11调节机构的另一种方式。图9是图5的整体式组件的剖面图，其中两杆8和9以不同的方式构造成形，并且被其它机构所控制。在图9中，和已描述元件相同的元件采用相同的参考数字表示。因此，特别在对应框架4的框架69中图9仍示出刚性元件20及中间元件15和21。框架69这里加工有元件70和71，以取代控制机构8和9，所述元件70和71同样是杆，通过鹅颈状带条铰接至框架69上，并且通过具有连结件作用的其它带条作用在元件15和21上。
[32] 为使杆70和71动作，框架69加工有两个凹槽72、73，所述两凹槽72、73由垂直于框架69平面的母线界定，并且分别配置成：一方面两个都接纳压靠所述对应杆70、71一端部的弹簧74、75；且另一方面，通过接收扩有孔的螺母75、76的带螺纹穿孔，接纳螺纹杆77、78，所述螺纹杆由所述扩有孔的螺母支撑，并且控制滑动件79、80在各个螺纹杆上滑动，所述控制滑动件由凹槽72、73的侧面引导，并具有斜面81、82。如在图9中所看到的，各斜面81、82与设置在相应杆70、71侧面上的凸起83、84配合。
[33] 这种布置满足上述要求。当然，还可以相同方式设计用于调节支撑装置的整体式组件5和6的杆10和11的机构。
[34] 如上所述，利用具有相当大递减的可变形部件实施的本发明的支撑装置可获得四种具有极高准确度的极高解析度的独立调节。
Claims (9)
1.一种支撑装置，其在研磨机中用于装配加工站以加工具有大的长度与直径比的柱形杆件、特别是阶梯式柱形杆件，所述支撑装置包括：基座；第一支撑机件(7)，其连接至所述基座；第二支撑机件(12)，其用于在加工位置支撑所述柱形杆件之一的端部分；及所述基座和所述第二支撑机件之间的可调节连接机构，
所述支撑装置的特征在于，所述机构构成一具有多个部件的装配件，所述多个部件各执行三种功能之一即：平移功能、在第一基准面中旋转的功能，以及在第二基准面中旋转的功能，所述装配件作用在所述第二支撑机件上。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一支撑机件是封闭V形支撑机件；并且，所述第二支撑机件是开放V形支撑机件。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述可调节机构(1、2、3)包括四个独立的控制机构(8、9、10、11)，这四个控制机构中的两个在垂直于所述封闭V形支撑机件的轴线的平面内，按两个相互垂直的方向使所述开放V形支撑机件(12)以平移方式移动，并且另外两个控制机构使其以绕所述开放V形支撑机件的中心旋转的方式移动，所述两旋转轴线在垂直于所述封闭V形支撑机件(7)的轴线的平面内相互垂直。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，它由三个主要的部件(1、2、3)形成，所述部件各包括一整体式组件，所述整体式组件具有通过薄且可弹性变形的部分互连的多个刚性部分，所述刚性部分之一作为框架(4、5、6)起作用，各整体式组件由同质材料通过电蚀刻法加工成一体件。
5.如权利要求3和4所述的装置，其特征在于，各个所述的整体式组件除其框架以外，还包括至少一个用作控制机构的刚性元件(8、9、10、11)、及另一刚性元件(20、29、32)，所述另一刚性元件安装成随着所述组件的控制机构移动而活动。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述组件以级联方式连接，各组件的刚性活动元件支承随后组件的框架，或者对最后一组件，支承所述装置的开放V形支撑机件(12)；并且，所述第一组件的框架(4)形成所述支撑装置的基座。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一组件的框架(4)支承刚性地固定于该框架上的所述封闭V形支撑机件(7)，待支承杆的轴线的位置和方向由该封闭V形支撑机件确定。
8.如权利要求5所述的装置，其特征在于，作为控制机构(8、9、10、11)的所述各刚性元件可利用穿过所述框架一分支部的一对螺钉(65、66)，在其框架(4、5、6)内进行调节，其中一螺钉(65)穿过一螺孔(68)且另一螺钉(66)穿过一长形孔(67)，所述另一螺钉旋拧至所述控制机构。
9.如权利要求5所述的装置，其特征在于，用作控制机构(70、71)的所述各刚性元件可利用控制滑动件(79、80)在其框架(69)内进行调节，所述控制滑动件安装成在螺纹杆(77、78)上滑动，而所述螺纹杆(77、78)穿过扩有孔的螺母(75、76)安装在所述框架(69)的凹槽(72、73)内，所述滑动件由所述凹槽(72、73)的一边侧引导，并通过斜面(81、82)与所述控制机构(70、71)的凸起(83、84)配合，以抵抗复原弹簧(74、75)的作用。
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